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ミトコンドリアシャトルは、還元剤をミトコンドリア内膜を越えて輸送するために使用される生化学的輸送システムです。NADHもNAD+も膜を通過できませんが、膜を通過できる FAD や [QH 2 ] などの他の分子を還元して、その電子が電子伝達系に到達できるようにします。
ヒトの2つの主なシステムは、グリセロールリン酸シャトルとリンゴ酸-アスパラギン酸シャトルです。リンゴ酸/ α-ケトグルタル酸 アンチポーター機能は電子を移動させ、アスパラギン酸/グルタミン酸アンチポーターはアミノ基を移動させます。これにより、ミトコンドリアは機能に必要な基質を効率的に受け取ることができます。[1]
シャトル
ヒトでは、グリセロールリン酸シャトルは主に褐色脂肪組織に存在します。これは、変換効率が低いため、褐色脂肪の主な目的の1つである熱を生成するためです。主に乳児に見られますが、成人でも腎臓の周りや首の後ろに少量存在します。[2]リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは、体の他の部分の多くに存在します。
シャトルには、オキサロ酢酸など、膜内にタンパク質トランスポーターを持たない代謝物を輸送するために使用されるメカニズムのシステムが含まれています。
マラテシャトル
リンゴ酸シャトルにより、ミトコンドリアは代謝物を消費することなくNADHから電子を移動することができ、2 つの対向輸送体を使用して代謝物を輸送し、ミトコンドリアマトリックスと細胞質内のバランスを維持します。
細胞質側では、トランスアミナーゼ酵素を使用してアスパラギン酸からアミノ基を除去し、オキサロ酢酸に変換します。次に、リンゴ酸脱水素酵素がNADH補因子を使用してオキサロ酢酸をリンゴ酸に還元します。リンゴ酸はトランスポーターの存在により膜を越えて輸送できます。
リンゴ酸がマトリックス内に入ると、オキサロ酢酸に再変換され、アスパラギン酸に変換されてミトコンドリア外に輸送され、サイクルが継続されます。膜を横切るオキサロ酢酸の移動は電子を輸送し、外環として知られています。内環の主な機能は電子を移動させることではなく、代謝物を再生することです。
グリセロールリン酸シャトル
オキサロ酢酸からアスパラギン酸へのアミノ基転移はグルタミン酸の使用によって行われます。グルタミン酸はアスパラギン酸とともにアンチポーターを介して輸送されるため、アスパラギン酸が 1 つ細胞から出るとグルタミン酸が細胞内に入ります。マトリックス内のグルタミン酸はα-ケトグルタル酸に変換され、リンゴ酸とともにアンチポーターで輸送されます。細胞質側では、アスパラギン酸がオキサロ酢酸に戻ると、 α-ケトグルタル酸はグルタミン酸に戻ります。
がん治療に
がん細胞の多くは、急速に増殖するために、体内の代謝活動に突然変異を起こし、グルコース代謝を増加させます。細胞の代謝活動を増加させ、正常細胞を腫瘍細胞に変える突然変異は、がん遺伝子と呼ばれます。がん細胞は他の多くの細胞とは異なります。がん細胞にはほとんど脆弱性がありませんが、リンゴ酸シャトルのアミノ基転移を阻害する実験では、グルコースの代謝が遅くなるため、増殖が遅くなりました。[3]
参照
注釈と参考文献
- ^ Garrett, Reginald H. (2016年2月11日).生化学. Grisham, Charles M. (第6版). ボストン, MA. ISBN 978-1-305-57720-6. OCLC 914290655.
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク) - ^ ab Silva, Pedro. 「発酵と呼吸の背後にある化学ロジック」Wayback Machineで 2008-09-17 にアーカイブ、フェルナンド・ペソア大学、2002-01-04。2009-04-02 に取得。
- ^ Ilic, Nina; Birsoy, Kıvanç; Aguirre, Andrew J.; Kory, Nora; Pacold, Michael E.; Singh, Shambhavi; Moody, Susan E.; DeAngelo, Joseph D.; Spardy, Nicole A.; Freinkman, Elizaveta; Weir, Barbara A. (2017年4月25日). 「PIK3CA変異腫瘍はオキソグルタル酸脱水素酵素に依存する」。米国科学アカデミー紀要。114 (17): E3434–E3443。Bibcode : 2017PNAS..114E3434I。doi : 10.1073 / pnas.1617922114。ISSN 1091-6490。PMC 5410781 。PMID 28396387。